似乎把衛星送入地球軌道是世界上最簡單、最自然的事情。畢竟，40多億年來，月球一直在繞地球軌道運行，我們有目共睹，它運動的穩定性沒有任何欺騙和嘲弄。然而，如果我們把繞地球軌道運行的人造衛星留在太空中，僅僅幾年或幾十年，它們會重新進入大氣層，就像許多人造衛星和航天器最總的結局那樣，要麼燃燒，要麼撞向地面和海洋。
ATV-1衛星重返大氣層的大氣層。
此外，如果我們觀察所有其他行星的自然衛星，它們都比環繞地球的人造衛星要遠得多。例如，國際空間站（ISS）每90分鐘繞地球運行一圈，而我們的月球繞地球一圈要花將近一個月的時間，甚至那些以接近其行星而聞名的衛星，比如木星周圍的木衛一（Io），潮汐力使木衛一溫度升高，並在火山災難中撕裂衛星，即使如此，木衛一在它的軌道上仍能穩定運行。
地球上空的國際空間站（ISS）每90分鐘繞地球運行一圈
木衛一預計將在太陽系的剩餘壽命內繼續繞木星的軌道上運行，而如果不採取任何進一步措施，在20年內，國際軌道將自行脫離軌道！幾乎所有目前處於低地球軌道的衛星都面臨同樣的命運：到下個世紀時，我們現有的幾乎所有衛星都將重新進入地球大氣層，要麼完全燃燒，要麼較大的衛星（ISS是431噸！）被分解成大塊，撞向地面和海洋。
木衛一繞木星飛行
為什麼會這樣呢？為什麼這些衛星不遵循愛因斯坦、牛頓和開普勒定律，並永遠保持一個穩定的軌道呢？事實證明，有多種因素共同作用，導致這種軌道衰變。
大氣密度如何隨海拔高度變化。請注意，密度不會降至零，甚至超過太空開始位置的定義。
1.） 大氣阻力
大氣阻力是迄今為止最大的影響，這也是低地球軌道如此不穩定的主要原因。其他衛星，如地球同步衛星，也會衰減，但不會在如此短的時間內衰減。我們通常將超海拔 100 公里以上空間定義為"外太空"，該分界線稱卡門線（Kármán line），它是外太空與地球大氣層的界線的分界線。但是，任何關於外太空與地球大氣層的界線的分界線的定義，完全人為定義。
實際上，大氣粒子會任意地延伸到高空，隨著密度變得越來越小，離行星地表的距離就越遠。最終，密度下降得如此之低——低於每立方厘米一微克，或一個納米，或者皮克。但是原子從大氣層中持續數千公里（或英里），當衛星與這些原子相撞時，它們會失去動力並減速。這就是為什麼低地球軌道衛星如此不穩定主要原因。
太陽風如何與火星高層大氣相互作用，但卻被地球的全球磁場屏蔽。
2.） 太陽風粒子
太陽不斷髮射高能粒子流，主要是質子，但也包括電子和氦核，這些粒子與它遇到的任何東西會相撞。這些碰撞也改變了與它們碰撞的衛星的動量，並且減慢了衛星的速度。在足夠長的時間尺度上，這些也會導致軌道衰變。儘管這不是低地球軌道衛星衰減的主要原因，但它在更遠的衛星中起著至關重要的作用，使它們向內移動直到大氣阻力接管為止。
地球引力異常圖
3.） 不完全的地球引力場
如果地球像水星或月球那樣沒有大氣層，我們的衛星能永遠留在軌道上嗎？不，即使沒有太陽風存在，也不行。這是因為地球和所有行星一樣，不是一個點狀的質量，而是有一個不規則引力場的結構。這個引力場，以及衛星繞地球運行時的變化，都產生了潮汐力。繞行星飛行物體在接近行星時會感到更強的引力，而當它們離行星較遠時，它們會感受到較弱的引力，而這些差異是導致地球上潮汐的原因。它們還會導致像木衛一這樣的天體在木星周圍被撕裂，衛星會失去動力，最終脫離軌道。儘管時間尺度比大氣阻力長得多，但衛星離行星越近，這些力就越大。
4.） 太陽系其餘部分的引力影響
地球不是一個完全孤立的系統，衛星受到的引力除來自地球本身，還受其他周圍天體的影響。月球、太陽和所有其他行星、彗星、小行星等都會對衛星造成擾動引力，這種引力不僅使軌道隨時間推移而移動，而且（平均）衰減。即使地球是一個完美的點——比如說它縮小到一個非旋轉的黑洞——沒有大氣層，而且100%屏蔽太陽風，這些衛星軌道最終還是會衰減，螺旋進入地球中心。它們在軌道上存活的時間比太陽存活的時間長，但它仍然不是一個完全穩定的系統，衛星的軌道仍然會崩潰。
時空扭曲
5.） 相對論效應。
牛頓定律和傳統的近距離開普勒軌道並沒有最終消除軌道衰減。同樣力量導致水星軌道每世紀多進動43"，也會導致軌道緩慢衰減，當它們運行時，會發出引力波。對於弱引力場的衰減速度非常緩慢（就像我們在太陽系中發現的一樣），衰減時間非常漫長：地球螺旋進入太陽需要10^150年，而低地球軌道衛星衰變率比這少幾十萬倍。然而，這種衰減的力量是存在的，是廣義相對論的必然結果，它對行星附近的衛星遠比遠離地球的衛星更有效。
火衛一
這些衰減特徵不僅影響我們的人造衛星，還影響我們在其他星球的軌道上發現的一些自然衛星！例如，火星最內側的衛星——火衛一，由於潮汐力的作用，註定要解體，並旋入這顆紅色星球的大氣層。儘管火星的大氣層只有地球大氣的1/140，但火星大氣層仍然很大，而且漫射，此外，火星沒有太陽風的保護層（與地球不同，它有磁場），導致火衛一在毀滅的時間尺度上為數千萬年。這似乎是一個漫長的時間，但在太陽系的壽命裡，這只是+1%的的時間！
從伽利略航天器觀察到的木星最裡面衛星墨提斯。
木星最近的衛星不是木衛一（Io），它是木衛十六墨提斯（Metis），神話迷們一定知道她是宙斯的第一任妻子的名字。墨提斯是離木星最近的行星，距離木星的大氣只有約0.8木星半徑那麼遠。就木星而言，無論是大氣，還是太陽風，都不是造成衛星軌道衰減的主要原因；軌道半徑只有12.8萬公里，梅迪斯承受了巨大的潮汐力，這將是導致墨提斯旋入木星的主要力。
作為潮汐力如何真正主宰衛星軌道衰減的一個壯觀的例子，我們可以指向蘇梅克-列維九號彗星，在1994年它被潮汐力完全撕裂後，隨後與木星相撞！對於任何接近巨大物體的大型衛星來說，潮汐力都是導致衛星衰變重要因素，也是所有螺旋進入其母體星球的衛星的最終命運。
蘇梅克-列維九號彗星，在1994年它被潮汐力完全撕裂後，隨後與木星相撞！
這些因素結合在一起，使任何一顆衛星從根本上變得不穩定。如果足夠的時間，又缺乏其他穩定效應，絕對一切都會衰變。只是在低地球軌道上，大氣阻力是如此之大，以至於衰減的時間尺度小於人類壽命！畢竟，所有的軌道都是不穩定的，但有些軌道比其他軌道更不穩定。
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